2017年一级注册结构工程师《流体力学》知识点：有压管道中的水击

2017年一级注册结构工程师《流体力学》知识点：有压管道中的水击

　　有压管道中的水击

　　1. 水击或水锤

　　正常运行的管道，由于某种原因，须迅速关闭或开启阀门，使管中流速在很短时间内发生急剧变化。速度的改变引起动量变化，动量变化又伴随有力的产生，表现为管流出现巨大的附加压强，即水击压强，并伴之锤击之声，工程上称之为水击或水锤。

　　水击发生的原因：管中流速在很短时间内发生急剧变化是引发水击的条件，水本身具有惯性和压缩性是水击的内在原因。(考点23)

　　水击波的传播过程：

　　【例题·单选题】从水管末端突然关阀开始，水击波传播过程中，四个阶段的传播波依次是( )

　　A.增压、减压、减压、增压 B.减压、增压、减压、增压

　　C.增压、减压、增压、减压 D.减压、增压、增压、减压

　　【答案】A.

　　【解析】水击波的传播过程。

　　第一阶段，增压波从阀门向管道进口传播，处于增压状态;

　　第二阶段，减压波从管道进口向阀门传播，处于减压状态;

　　第三阶段，减压波从阀门向管道进口传播，处于减压状态;

　　第四阶段，增压波从管道进口向阀门传播，处于增压状态。

　　2. 水击分类

　　实际关闭阀门总有一个过程，即阀门处的水击压强是逐渐升高的。设关闭时间为Ts 。

　　第一个从阀门发出的增压水击波 到达水库并反射回来(减压波)，在途中与后续产生的增压波相遇，必使压强升值有所降低 。根据Tr 和Ts的相对大小，对水击进行分类:

　　(1)直接水击：实际上阀门关闭总有一个过程，若关闭时间小于一个相长，Ts≤Tr，那么最早发出的水击波的反射波回到阀门以前，阀门已经全关闭，这是阀门处的水击压强和阀门瞬时关闭相同。

　　Ts≤Tr 称为直接水击

　　(2)间接水击：开始发出的水击波的反射波在阀门尚未完全关闭前已返回阀门断面，小于直接水击压强。

　　Ts>Tr 称为间接水击

　　显然直接水击的危害要比间接水击大得多。

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